[发明专利]用于大分子复合物的质谱分析的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及质谱分析法领域，尤其是大分子复合物例如天然蛋白质复合物的质谱分析法。本发明的多个方面涉及此类复合物的MS²和MS³分析。

背景技术

质谱仪被广泛用于基于离子的质荷比(m/z)来分析离子。质谱分析法已经成为分析蛋白质的一种主要技术。最近，质谱分析法已经被应用到分析大蛋白质复合物。与质谱分析法联用的电喷射电离的发展已经使得能够分析大的完整蛋白质复合物，甚至当后者通过弱的非共价相互作用保持在一起时。鉴于蛋白质复合物在生物系统中作为多种功能模块的作用，对它们的研究是重要的。因此一个新的领域已经出现，被称为天然蛋白质质谱分析法，集中于在接近生理条件下(即，在大约中性pH下)分析这些种类。

典型地，在天然条件下产生的大的完整复合物离子具有相对高的质量和相对低的电荷状态以及因此高的m/z(典型地超过m/z 5,000，或超过m/z 10,000)。因此，对于这些大的完整复合物离子本身的质量分析，它已经变为飞行时间(TOF)质量分析器的典型应用，由于这些质量分析器用于评估非常高的m/z的能力，常常与专用的四极滤质器相结合(在非常低的频率下运行以扩展质量范围)。然而，最近，静电质量分析器例如轨道阱也已经用于天然蛋白质复合物(US-2014-0027629-A1)，具有质量分辨率上的优势。

然而，对于蛋白质复合物的单体结构的完全分析和识别，需要应用串联或MSⁿ质谱法。在现有技术中已经描述了许多用于完整蛋白质复合物的解离的方法，包括碰撞诱导解离(CID)、电子俘获解离(ECD)和表面诱导解离(SID)。最近在Belov,M.E.；Damoc,E.；Denisov,E.；Compton,P,D,；Makarov,A,A,；Kelleher,N,L.分析化学(Anal.Chem.),2013,85,11163–11173中已经总结和讨论了在此领域中的大部分现有技术。在该论文中，已经示出了一些相对小的蛋白质复合物可以成功地解离为组分单体子单元，然后在高能碰撞解离室(HCD室)中对这些组分单体子单元进而进行预选择和碎裂。该方法依赖于在轨道阱(Orbitrap^TM)质谱仪的包括具有注入扁平极杆(flatapole)的双离子漏斗接口的源、质量选择器和HCD室之间在“飞过(fly-through)”模式下的天然蛋白质复合物的解离。然而，已经发现那种方法对于一些大的复合物例如GroEL天然复合物是不可靠的并且已经发现其不适用于大的异源复合物(例如，GroEL-GroES 14:7复合物)。

在另一种现有技术方法中，已经研究了这些天然蛋白质复合物在离子迁移/飞行时间质谱仪(IMS-TOFMS)的截取锥区域中的活化(Ruotolo,B.T.；Giles,K.；Campuzano,I.；Sandercock,A.M.；Bateman,R.H.；Robinson,C.V.在不存在本体水情况下大分子蛋白质环的证据(Evidence of macromolecular protein rings in the absence of bulk water).科学杂志(Science),2005,310,1658-1661；以及Benesch,J.L.P.蛋白质复合物的碰撞活化：拾取片段(Collisional activation of protein complexes:picking up the pieces).美国质谱学会志(J.Am.Soc.Mass Spectrom.),2009,20,341-348)。如由IMS测量证实的，报告了感兴趣的蛋白质复合物的重构和去折叠。然而，未观察到天然蛋白质复合物的解离(即，单体子单元的喷射)，可能由于在截取锥接口中的升高的压力。

因此，所希望的是提供用于更宽范围的大蛋白质复合物的碎裂的更有效的方法和设备。

鉴于以上背景，做出了本发明。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种通过质谱法分析大分子复合物离子的方法，该方法包括：

将大分子复合物离子引入第一碎裂装置中并且将其中的复合物离子俘获持续俘获时间段；

在该第一碎裂装置中将这些俘获的复合物离子碎裂以产生单体子单元离子；

通过m/z任选地选择一种或多种子单元离子的种类；

将该一种或多种子单元离子的种类引入第二碎裂装置中，该第二碎裂装置在空间上与该第一碎裂装置分开；